CN111501591A - 扰流式挡沙墙 - Google Patents

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李舟
关达
刘秀
杨印海
薛春晓
范世鸿
吴永峰
孔令伟
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Northwest Research Institute Co Ltd of CREC
Shenhua Baoshen Railway Group Co Ltd
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Northwest Research Institute Co Ltd of CREC
Shenhua Baoshen Railway Group Co Ltd
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F7/00—Devices affording protection against snow, sand drifts, side-wind effects, snowslides, avalanches or falling rocks; Anti-dazzle arrangements ; Sight-screens for roads, e.g. to mask accident site
    • E01F7/02—Snow fences or similar devices, e.g. devices affording protection against sand drifts or side-wind effects

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  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种扰流式挡沙墙，包括并排设置的两根立柱，两根立柱之间安装有上部阻沙网和下部阻沙网，两根之间还安装有中部扰流层，中部扰流层位于上部阻沙网和下部阻沙网之间，下部阻沙网位于中部扰流层下方，使用时，下部阻沙网与地面之间有底部预留层。该挡沙墙能改变风沙流结构，损耗风能，使风沙流的风速迅速下降，削弱气流带动沙粒的能量，使大量沙粒沉积在挡沙墙附近，形成积沙。并能使沉积在挡沙墙附近的积沙快速运离挡沙墙附近，提高挡沙墙的使用寿命，减少养护成本。该挡沙墙施工便捷、造价低、防沙效益高、适用范围广，满足工程建设的防沙需求。

Description

扰流式挡沙墙
技术领域
本发明属于工程防沙技术领域，涉及一种扰流式挡沙墙。
背景技术
随着我国西部地区经济建设的迅猛发展，铁路、公路、城市开发等基础设施建设在我国西北沙漠、戈壁地区广泛展开。而风沙对铁路、公路危害比较严重，如不采取必要的防护措施，将会对铁路、公路等基础设施造成严重损害，甚至威胁到基础设施的安全运营。
现有的工程阻沙措施主要有固沙措施和阻沙措施，其中的阻沙措施运用较为普遍。挡沙措施包括混凝土轨枕挡沙墙、PE网高立式沙障、芦苇挡沙栅栏等，这些工程防沙措施在既有铁路、公路等风沙灾害防治工程中起到了一定的作用，但普遍存在施工难度大、造价高、防沙效益低等问题。尤其是在“百里风区”、“烟墩风区”等大风区进行防沙时，现有的阻沙措施存在防沙效益低，养护成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种施工效率高、造价低、养护成本低、防沙效益高的扰流式挡沙墙。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种扰流式挡沙墙，包括并排设置的两根立柱，两根立柱之间安装有上部阻沙网和下部阻沙网，两根之间还安装有中部扰流层，中部扰流层位于上部阻沙网和下部阻沙网之间，下部阻沙网位于中部扰流层下方，使用时，下部阻沙网与地面之间有底部预留层。
本发明扰流式挡沙墙的上部阻沙网层和下部阻沙网层均由金属涂塑网制作而成，其孔隙率可根据当地的风沙流特征进行确定，也可选用低孔隙率的阻沙网。风沙流遇到阻沙网时，根据空气动力学原理，当风速较快时，风沙不能快速通过阻沙网，此时阻沙网相当于一个刚性结构，使风沙流快速的向上爬升和向下移动，在阻沙网后形成涡流，使风沙流结构发生改变，起到阻沙的作用，使沙粒沉积。中部扰流层主要是由扰流器组成，其主要作用就是改变风沙流结构，损耗风能，在扰流器前后形成涡流，使风沙流的风速迅速下降，削弱气流带动沙粒的能量，使大量沙粒沉积在挡沙墙附近，形成积沙。底部预留层的主要作用是使沉积在挡沙墙附近的积沙，快速运离挡沙墙附近，提高挡沙墙的使用寿命，减少养护成本。该挡沙墙施工便捷、造价低、防沙效益高、适用范围广，可适用于大风戈壁等多种复杂的工况条件，使用寿命长，满足工程建设的防沙需求，可进行大范围推广应用。
附图说明
图1是本发明扰流式挡沙墙的示意图。
图2是图1所示挡沙墙的侧视图。
图3是图1的俯视图。
图4是本发明扰流式挡沙墙中扰流器的示意图。
图5是图4的俯视图。
图6是图4的正视图。
图中：1.上部阻沙网，2.中部扰流层，3.下部阻沙网，4.底部预留层，5.扰流器，6.横拉杆，7.立柱，8.混凝土基础，9.预留孔，10.凹槽11.旋翼，12.转轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1、图2和图3所示，本发明扰流式挡沙墙，包括并排设置的两根立柱7，两根立柱7的顶端通过横拉杆6连接；按从上往下的顺序、两根立柱7之间依次设有上部阻沙网1、中部扰流层2和下部阻沙网3，上部阻沙网1、中部扰流层2和下部阻沙网3均与两根立柱7相连接。
沿立柱7的轴线方向、立柱7的侧壁上设有凹槽10，两根立柱7上的凹槽10相对设置。上部阻沙网1的两端、中部扰流层2的两端和下部阻沙网3的两端均分别伸入两根立柱7上的凹槽10内。横拉杆6的两端也分别伸入两根立柱7上的凹槽10内。
立柱7上加工有多个横向的通孔，该通孔为预留孔9。
上部阻沙网1由第一框架和安装于该第一框架上的第一网片组成，第一框架的两端分别设有多个第一螺孔；第一框架的两端分别嵌入两根立柱7上的凹槽10内，第一螺孔与立柱7上的通孔相适配，上部阻沙网1通过螺栓与立柱7固接。下部阻沙网3由第二框架和安装于该第二框架上的第二网片组成，第二框架的两端分别设有多个第二螺孔；第二框架的两端分别嵌入两根立柱7上的凹槽10内，第二螺孔与立柱7上的通孔相适配，下部阻沙网3通过螺栓与立柱7固接。第一网片和第二网片均采用金属涂塑网制成，其孔隙率可根据当地的风沙流特征进行确定，也可选用低孔隙率（20%～30%）的阻沙网。上部阻沙网1的高度和下部阻沙网3的高度为40～60cm，也可视当地风沙流情况进行调节。
本发明扰流式挡沙墙中的中部扰流层2包括上下并排设置的上拉杆和下拉杆，上拉杆的两端和下拉杆的两端均分别伸入两根立柱7上的凹槽10内，并通过螺丝与两根立柱7固接；上拉杆和下拉杆之间并排安装有多个扰流器5。扰流器5的结构如图4、图5和图6所示。扰流器5包括转轴12，转轴12上旋转连接有套筒，套筒可绕转轴12的轴线往复转动；该套筒的侧壁上均布有至少两个旋翼11。转轴12的上端与上拉杆固接，转轴12的下端与下拉杆固接。
扰流器5的高度为40～60cm，也可视不同工况进行调节，扰流器5的直径为15～25cm。
使用本发明挡沙墙时，可以将各部分零散拉运到需要设置挡沙墙的地区，再组装成图1所示的挡沙墙。在指定的区域内钻孔，在钻成孔内灌注混凝土，将立柱7背离横拉杆6的一端插入混凝土内，使下部阻沙网3的底部与地面之间留有空间，该空间为底部预留层4。混凝土凝固后，形成混凝土基础8。底部预留层4的高度为20～30cm，也可视不同情况而定。
当携带砂粒的风经过本发明挡沙墙时，上部阻沙网1和下部阻沙网3能够降低到达网面的风的速度，使这部分风中携带的砂粒下落，起到阻沙的作用。当风沙流经过中部扰流层2时，会驱动旋翼10转动，从而改变风沙流结构，形成涡流，起到消能降速的作用，使沙粒沉积在挡沙墙附近。相邻扰流器5之间有一定的间隙，主要是为了使风沙穿过扰流器5时，提高风速，加快扰流器5的转速，从而能较好的改变风沙流结构，提高阻沙效率。中部扰流层2位于上部阻沙网1和下部阻沙网3之间，有利于提高其对风沙流场的扰流程度，使风沙流产生涡旋，提高挡沙墙的阻沙效率。
底部预留层4的主要作用是使沉积在挡沙墙附近的积沙在风力作用下，快速运离挡沙墙附近，提高挡沙墙的使用寿命，减少养护成本。底底部预留层的设计主要是根据空气动力学原理中的“峡谷风效应”，风沙流经过该挡沙墙时会在挡沙墙底部预留层4处形成加速区，使沙障底部附近的积沙运移至障后低风速区，有利于运营维护，避免因积沙过多，降低挡沙墙的阻沙效率，增加养护成本。

Claims (4)

1.一种扰流式挡沙墙，包括并排设置的两根立柱（7），两根立柱（7）之间安装有上部阻沙网（1）和下部阻沙网（3），其特征在于，两根（7）之间还安装有中部扰流层（2），中部扰流层（2）位于上部阻沙网（1）和下部阻沙网（3）之间，下部阻沙网（3）位于中部扰流层（2）下方，使用时，下部阻沙网（3）与地面之间有底部预留层（4）。
2.如权利要求1所述的扰流式挡沙墙，其特征在于，所述的中部扰流层（2）包括上下并排设置的上拉杆和下拉杆，上拉杆的两端和下拉杆的两端均通过螺丝与两根立柱（7）固接；上拉杆和下拉杆之间并排安装有多个扰流器（5），扰流器（5）包括转轴（12），转轴（12）上旋转连接有套筒，套筒可绕转轴（12）的轴线往复转动；该套筒的侧壁上均布有至少两个旋翼（11），转轴（12）的上端与上拉杆固接，转轴（12）的下端与下拉杆固接。
3.如权利要求2所述的扰流式挡沙墙，其特征在于，所述的扰流器（5）的直径为15～25cm。
4.如权利要求1所述的扰流式挡沙墙，其特征在于，所述底部预留层（4）的高度为20～30cm。
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